プログラマーと数学の関係

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数学

IT社会の現在では、プログラマーは人気の職業の一つとなっています。

しかし現役のプログラマーやプログラマーを目指している方々の中には、数学が苦手で悩んでいる方も多くいます。

 

そこでプログラマーには数学知識がどの程度必要なのか、数学よりも重要なスキルはあるのか等、プログラマーと数学との関係についてご紹介していきます。

 

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プログラムでは、まず英語の理解力が重要

プログラマーにとって数学よりも優先度が高いのは、何と言っても英語の知識です。プログラムで用いられる用語は英単語が基になっているため、英語の知識があればソースコードをパッと見ただけでおおよその内容を連想することができるのです。

 

またプログラマーの業界では、技術の発達スピードもとても速くなっています。ネットの世界でも、膨大な数の文献がアップロードされていますね。

 

多くの技術レポートは日本語にも翻訳されていますが、最新のプログラム技術についていくためには、世界中の研究やレポートを読み込まないといけません。これらのテキストはほとんどが英語で書かれているのです。

 

時間が経てば日本語にも翻訳されるでしょうし、今では機械翻訳である程度の内容を把握することは可能です。しかし自分で英語のテキストをスムーズに読むことができれば、時間も手間も大幅に省けます。

 

更に現在のグローバル社会では、世界中のプログラマーと連携する必要性も高くなっています。このため世界の共通言語である英語を習得しておくことは、円滑なコミュニケーションを図る上でも重要です。海外のプログラマーたちと交流するには、メールやチャットで英語を使えることが必要です。

 

こういった理由から、プログラマーは数学の前にまず英語をしっかりと理解しておくことが最重要だと言えます。英語のスキルが高いと、プログラマーとしてもより優秀な人材だと見なしてもらえるようになるのです。

 

プログラマーに求められる論理的思考能力は、数学学習で養われます

数学

「数学」というと、計算式や図形処理を思い浮かべる方も多いでしょう。

しかし数学の内容は、計算や処理だけではありません。数学の本質は「論理的思考能力」にあります。計算も色々な処理方法も、全てこの論理的な思考の上で構成されているのです。

 

プログラムを記述する際も、構成を正確に論理的に構築していかないといけませんね。非論理的なプログラム構成だと見通しが悪くなるため、記述ミスにも繋がります。すると動作不良の原因となってしまうのです。

 

また論理的な構成にしておかないと、後から見直した時や他の人が見た時に、非常に分かりづらいプログラムにもなってしまいます。規模の大きいプログラムを組む時には全体を見渡せる能力が必要になってきますが、このような時にも論理的思考能力は役立ちます。

 

プログラムでは問題を解決するための手法を「アルゴリズム」と呼びますが、精度の高いアルゴリズムを組んでいくためにも論理的思考能力は重要です。

 

このように論理的思考能力は、プログラマーにとってとても重要なものとなっています。そしてこうした論理的思考能力は、数学を学習することによって養われるのです。

ひと口にプログラマーと言っても、Web、ゲーム、通信、機械の組み込み・制御系など、実に様々なジャンルのプログラムがあります。数学を学ぶ際に養われる論理的思考能力は、全てのジャンルのプログラムで大きな効力を発揮します。

 

効率的な計算のプログラムには、数学知識が役立ちます

計算を行うプログラムを記述する場合、数学的な知識があると、より効率的なプログラムを考えることができます。

 

例えば1からnまでの自然数の和を求めるとします。この時シグマ計算を用いた「自然数の和の公式」を知っていると、よりスマートな計算プログラムを記述することが可能になります。

数学的な計算処理をする時、同じ結果が得られる場合でも、複数の計算式や方法が存在することは珍しくありません。このような時に回りくどい計算方法しか知らないでいると、プログラムを考える際の大きな障壁となってしまいます。

 

また計算において効率的なプログラムを組むことは、ソースコードの見た目がスッキリするという利点だけではありません。効率的な計算方法を選択できれば、プログラムが動作する時間もぐっと短くなるのです。

何事にもスピードが求められる現代社会では、快適に素早く動作するプログラムはどのような場面でも歓迎されます。そして最適な処理方法を選択できるかどうかは、数学知識をどれくらい多く持ち合わせているかによって、大きく左右されるのです。

特定分野のプログラミングには、数学の知識が必須です

様々なプログラミングのジャンルの中でも、画像処理やゲーム、統計の分野では、数学の知識が必須となっています。

 

図形の角度や辺の長さを扱うには三角関数の知識が必要ですし、ゲームの動きはベクトルを利用すると表現の幅が広がるからです。またアクションゲームでは、キャラクターの動きで軌道や重力に関する物理演算が必要になります。これらの物理演算は、数学の知識がベースとなっているのです。

 

近年ではゲーム開発ツールの進歩が目覚ましく、数学的な知識が少なくてもゲームを作り上げることは可能になりつつあります。しかしゲーム開発ツールを使う場合でも、数学的な知識を持っているとより幅の広いカスタマイズが可能になるのです。質の高いゲームを開発するのなら、数学知識はやはり必須となります。

 

また現在社会ではマーケティングの観点から、様々な統計データが求められています。研究機関ではデータ解析のプログラムが利用されますが、このようなプログラムでも統計の知識が必要です。この統計学は、数学の中の一分野です。

 

統計学では「標準偏差」、「中央値」、「分散」などといった用語と扱い方を、きちんと理解していることが大前提となります。したがって統計プログラミングでも数学知識は必須となります。

 

このように特定分野のプログラマーにとっては、数学の知識は必須のものとなっています。プログラマーと数学の関連性を考える場合、自分が目指す分野をしっかりと定めておくことが大切です。

 

まとめ

画像処理やゲーム、統計などの特定のジャンルでは、プログラマーに数学の知識は必須となります。また数学で養われる論理的思考能力は、どのようなジャンルのプログラムにも有効です。

このためプログラマーにとってはジャンルにかかわらず、数学を学習しておくメリットは十分にあると言えます。

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